[發明專利]電流感測電路及其方法

有效

• 申請號: 201310028809.0
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103869137B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 蔡煊禹;莊凱翔
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本公開涉及一種電流感測電路及電流感測方法。

背景技術

電流感測技術(current sensing)被廣泛地應用在各種領域，如馬達監控、能源測量、照明設備的保護等等。電流感測技術的種類大抵上分為侵入式和非侵入式兩種。所謂侵入式電流感測是指在待測電流路徑上插入一額外的元件，再通過此元件對于電流變化產生的壓差或感應電流來取得電流的信息。

非侵入式電流感測不需要在待測電流路徑上插入一額外的元件。非侵入式電流感測利用電流磁效應在帶電導線周圍產生磁場，再輔以一可感測磁場的元件來將磁場變化轉換成電子信號。

發明內容

本公開有關于一種電流感測電路及電流感測方法。

根據本公開，提出一種電流感測電路。本電流感測電路包括高頻信號產生器、電磁轉換電路及解調電路。高頻信號產生器產生高頻信號。電磁轉換電路耦接高頻信號產生器，并接收高頻信號以產生一高頻磁場。高頻磁場調制一電流所產生的感應磁場以產生一調制磁場。電磁轉換電路感應調制磁場以輸出一調制信號。解調電路耦接電磁轉換電路，并根據調制信號進行解調以輸出一感測結果。

根據本公開，提出一種電流感測方法。本電流感測方法包括如下步驟。產生一高頻信號。接收高頻信號以產生一高頻磁場。高頻磁場調制一電流所產生的感應磁場以產生一調制磁場。感應調制磁場以輸出一調制信號。根據調制信號進行解調以輸出一感測結果。

為了對本公開的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1繪示為依照一實施例的一種電流感測電路的示意圖。

圖2繪示為依照一實施例的一種電流感測方法的流程圖。

圖3繪示為依照一實施例的一種電流感測電路的細部方塊圖。

圖4繪示為依照另一實施例的一種電流感測電路的示意圖。

【主要元件符號說明】

1、3：電流感測電路

2：導體

11：高頻信號產生器

12：電磁轉換電路

13：解調電路

21～25：步驟

121：磁場產生器

122：磁場傳感器

123：信號處理電路

131：解調器

132：濾波器

I：電流

S1：高頻信號

S2：調制信號

S3：感應信號

S4：解調信號

SR：感測結果

Φ1：感應磁場

Φ2：高頻磁場

Φ3：調制磁場

具體實施方式

請同時參照圖1及圖2，圖1繪示為依照一實施例的一種電流感測電路的示意圖，圖2繪示為依照本實施例的一種電流感測方法的流程圖。電流感測電路1用以感測一電流I，且電流I流經導體2以產生感應磁場Φ1。電流 感測電路1包括高頻信號產生器11、電磁轉換電路12及解調電路13。電磁轉換電路12耦接高頻信號產生器11，且解調電路13耦接至電磁轉換電路12。電流感測方法適用于前述電流感測電路1，且包括如下步驟。

如步驟21所示，高頻信號產生器11產生高頻信號S1，而高頻信號S1例如為高頻電壓信號。如步驟22所示，電磁轉換電路12接收高頻信號S1以產生高頻磁場Φ2。如步驟23所示，高頻磁場Φ2調制感應磁場Φ1以產生調制磁場Φ3。如步驟24所示，電磁轉換電路12感應調制磁場Φ3以輸出調制信號S2。如步驟25所示，解調電路13根據調制信號S2進行解調以輸出感測結果SR，而感測結果SR用以表示電流I大小。

請參照圖3，圖3繪示為依照本實施例的一種電流感測電路的細部方塊圖。前述電磁轉換電路12進一步包括磁場產生器121、磁場傳感器122及信號處理電路123，而解調電路13包括解調器131及濾波器132。磁場產生器121例如為線圈、電感或羅可夫斯基(Rogowski)線圈等可將電子信號轉換成磁場的元件或裝置，且磁場產生器121接收高頻信號S1以產生高頻磁場Φ2。高頻信號S1會使磁場產生器121操作在近乎磁飽和的狀態而造成非線性的磁場效應。如此一來，高頻磁場Φ2與感應磁場Φ1會彼此相乘和相加而產生調制的作用。高頻磁場Φ2注入感應磁場Φ1后即產生調制磁場Φ3。